根据荷兰特温特大学研究人员发表在《先进能源材料》(AdvancedEnergyMaterials)期刊上的最新研究成果显示,太阳能电池通常是平面型,假如给平面型的太阳能电池板表面添加微型的硅柱,每块太阳能电池板的产量可提高超过一倍之多。研究人员还研究了此硅柱的最佳高度和掺杂深度具体是多少。
去年,特温特大学的研究人员成功研发出一种半导体,每平方厘米装有100万根微型硅柱。这些硅柱能够将太阳光转换成电能。此种半导体包含两种类型的硅:一种是掺入少量杂质磷元素的硅晶体,另一种是掺入少量杂质硼元素的硅晶体。这两种硅的交界处被称为PN结(PNjunction),关于太阳能电池效率至关重要,因为PN结在结构中处于分隔正电荷和负电荷的位置。所以制造硅柱的一大挑战就是要确保PN结准确地遵循太阳能电池板的结构。
在新的研究中,研究人员想弄清楚究竟硅柱的高度和PN结深度要达到多少,半导体才能发挥其最大功效。答案是40微米高,790纳米深,效率才能高达13%;而平面型的太阳能电池板结构只有不超过6%的太阳能可转化为电力,能效要高出一倍之多。
特温特大学多个研究小组共同研究太阳能转能源设备,如将太阳能直接转为氢气。这里的硅柱有两大功能--不仅可新增太阳能捕捉量,扩大出现氢气的反应面积。此外,此硅柱还可提高太阳能电池效率。但是特温特大学的JurriaanHuskens教授并不认为这对太阳能电池板有什么特别的价值,因为生产成本昂贵,但可用于一些具体特别的技术应用。(文/Tina译)